C'est Trevor Nunn qui lui offre son premier rôle au cinéma dans le film d'époque Lady Jane, évocation des derniers jours de Lady Jane Grey, surnommée la reine de neuf jours, montée sur le trône d'Angleterre avant qu'elle ne soit décapitée.
Sa rencontre cette même année avec James Ivory est déterminante : il lui offre l'un des rôles principaux de Chambre avec vue en 1986, puis la retrouve le temps d'une apparition dans Maurice et dans Retour à Howards End en 1992, trois films inspirés par des romans de E. M. Forster. Cette collaboration avec le cinéaste lance sa carrière.
Son teint pâle et son allure d'héroïne victorienne lui permettent de figurer au casting de nombreux films en costume comme La Nuit des rois, pour lequel elle retrouve Trevor Nunn, Hamlet ou encore Frankenstein, de Kenneth Branagh.
La comédienne travaille avec des réalisateurs prestigieux, marchande de tableaux chez Woody Allen (Maudite Aphrodite), jeune femme atteinte d'une grave maladie tombant amoureuse malgré elle chez Paul Greengrass (Envole-moi), nihiliste amoureuse chez David Fincher (Fight Club). En 1997, la critique salue unanimement sa prestation dans Les Ailes de la colombe de Iain Softley, pour laquelle elle reçoit une nomination à l'Oscar de la meilleure actrice.
En 2001, elle incarne un primate évolué dans La Planète des singes, de Tim Burton. Elle devient alors la fiancée et la muse du cinéaste, qui la fait jouer une sorcière dans Big fish, la mère du héros de Charlie et la chocolaterie ou lui demande de donner de la voix à une défunte mariée dans le film d'animation Les Noces funèbres. Forte de cette expérience dans le doublage, elle prête également sa voix à Lady Tottington dans Wallace et Gromit : Le Mystère du Lapin-garou. N'hésitant pas à participer à des projets audacieux, elle donne la réplique à Aaron Eckhart dans Conversation(s) avec une femme, film indépendant utilisant le principe du split screen sur toute sa durée. En 2006, elle fait partie du jury du 59e Festival de Cannes, sous la présidence de Wong Kar-wai. En 2007 , elle est choisie pour interpréter le rôle de Bellatrix Lestrange, une sorcière évadée de prison dans Harry Potter et l'Ordre du phénix de David Yates. En 2007, elle tournera à nouveau pour son conjoint, aux côtés de Johnny Depp et Alan Rickman dans la comédie musicale Sweeney Todd. En 2009, elle reprend son rôle de Bellatrix Lestrange dans Harry Potter et le Prince de sang-mêlé et en 2010 dans Harry Potter et les Reliques de la Mort Partie 1 et 2 de David Yates. Dernièrement, elle joue le rôle de la Reine de Coeur dans la reprise d'Alice aux pays des merveilles, film réalisé par Tim Burton et sorti dans les salles en mars 2010.
Filmographie et TV
1983 A Pattern of Roses (1983) (TV) : Netty, The Past (introducing)
1986 : Chambre avec vue (A Room with a View), de James Ivory : Lucy Honeychurch, la cousine de Miss Bartlett's
1986 : Lady Jane, de Trevor Nunn : Lady Jane Grey
1987 : The Vision, de Norman Stone : Jo Marriner
1987 : Maurice, de James Ivory : femme au match de cricket
1988 : La maschera, de Fiorella Infascelli : Iris
1989 : Getting It Right, de Randal Kleiser : Lady Minerva Munday
1989 : Francesco, de Liliana Cavani : Chiara
1990 : Hamlet, de Franco Zeffirelli : Ophélie
1991 : L'Amour en larmes (Where Angels Fear to Tread), de Charles Sturridge : Caroline Abbott
1992 : Retour à Howards End (Howards End), de James Ivory : Helen Schlegel
1994 : Frankenstein, de Kenneth Branagh : Elizabeth
1995 : Maudite Aphrodite (Mighty Aphrodite), de Woody Allen : Amanda
1995 : Margaret's Museum, de Mort Ransen : Margaret MacNeil
1996 : La Nuit des rois (Twelfth Night: Or What You Will), de Trevor Nunn : Olivia
1996 : Portraits chinois, de Martine Dugowson : Ada
1997 : The Petticoat Expeditions, de Pepita Ferrari : la narratrice
1997 : Les Ailes de la colombe (The Wings of the Dove), de Iain Softley : Kate Croy
1997 : Keep the Aspidistra Flying, de Robert Bierman : Rosemary
1998 : Amour, vengeance & trahison (The Revengers' Comedies), de Malcolm Mowbray : Karen Knightly
1998 : Merlin, de Steve Baron : Morgan Le Fey
1999 : Envole-moi (The Theory of Flight), de Paul Greengrass : Jane Hatchard
1999 : Fight Club, de David Fincher : Marla Singer
1999 : Women Talking Dirty, de Coky Giedroyc : Cora
2000 : Carnivale, de Deane Taylor : Milly (voix)
2001 : Football, de Gaby Dellal (court métrage) : maman
2001 : La Planète des singes (Planet of the Apes), de Tim Burton : Ari
2001 : Novocaïne, de David Atkins : Susan Ivey
2002 : The Heart of Me, de Thaddeus O'Sullivan : Dinah
2002 : Till Human Voices Wake Us, de Michael Petroni : Ruby
2002 : En direct de Bagdad, de Mick Jackson : Ingrid Formanek
2003 : Big Fish, de Tim Burton : Jenny (adulte) et la sorcière
2005 : Charlie et la chocolaterie (Charlie and the Chocolate Factory), de Tim Burton : Mrs. Bucket
2005 : Wallace et Gromit : Le Mystère du lapin-garou (Wallace & Gromit: The Curse of the Were-Rabbit), de Steve Box et Nick Park : Lady Campanula Tottington (voix)
2005 : Les Noces funèbres (Corpse Bride), de Tim Burton : Emily (voix)
2006 : Sixty Six, de Paul Weiland : Esther Rubens
2006 : Conversation(s) avec une femme (Conversations with Other Women), d'Hans Canosa : la femme
2007 : Harry Potter et l’Ordre du phénix, de David Yates : Bellatrix Lestrange
2008 : Sweeney Todd : Le Diabolique Barbier de Fleet Street de Tim Burton avec Johnny Depp : Mrs. Lovett
2009 : Terminator Renaissance de McG avec Christian Bale : Serena
2009 : Harry Potter et le Prince de sang-mêlé, de David Yates : Bellatrix Lestrange
2010 : Alice aux pays des merveilles de Tim Burton : La Reine Rouge
2010 : Le discours d'un roi (The King's Speech), de Tom Hooper : Elizabeth Bowes-Lyon, duchesse d'York et femme du roi George VI d'Angleterre
2010 : Harry Potter et les reliques de la mort partie 1, de David Yates : Bellatrix Lestrange
2011 : Harry Potter et les reliques de la mort partie 2, de David Yates : Bellatrix Lestrange
2012 : La Momie 4 de Rob Cohen
2012 : Gaia Age de Roland emmerich IMAX 3D
2014 : Gaia Age 2 de James Cameron IMAX 3D
-Télévision:
1983 : A Pattern of Roses, de Lawrence Gordon Clark : Netty
1986 : Deux flics à Miami (Miami Vice) - saison 3 - épisodes 15 et 16 : Theresa
1987 : A Hazard of Hearts, de John Hough : Serena Staverley
1993 : Dancing Queen, de Nick Hamm : Pandora/Julie
1993 : Fatal Deception: Mrs. Lee Harvey Oswald, de Robert Dornhelm : Marina Oswald
1994 : A Dark Adapted Eye, de Tim Fywell : Faith Severn adulte
1994 : Butter, d'Alan Cumming : Dorothy
1998 : Merlin, de Steve Barron : la fée Morgane
2002 : Live From Baghdad, de Mick Jackson : Ingrid Formanek
2003 : Henry VIII, de Pete Travis : Anne Boleyn
2005 : Magnificent 7, de Kenneth Glenaan : Maggi
2009 : Enid, de James Hawes : Enid Blyton